[지금은 과학] 공포기억…선택적 조절 가능할까


서울대 연구팀, ‘기억저장 시냅스’ 물리적 변화 확인

[아이뉴스24 정종오 기자] 국내 연구팀이 ‘기억저장 시냅스’를 발견하고 그 역할을 규명했다. 물리적 변화를 확인했다. 후속 연구로 연구팀은 '기억저장 시냅스'를 인위적으로 변화시켰을 때 기억을 선택적으로 조절할 수 있는지, 혹은 기억의 상태에 어떤 변화가 일어나는지 알아볼 것이라고 강조했다.

이를 응용하면 외상후 스트레스를 치료할 수 있는 실마리가 될 것이라고 연구팀은 설명했다.

과학기술정보통신부(장관 임혜숙)는 강봉균 교수(서울대) 연구팀이 뇌에서 기억이 사라지는 원리를 신경세포 간의 연결점인 ‘시냅스’ 수준에서 규명했다고 7일 발표했다.

공포학습에 의해 기억저장 시냅스(Synapitc engram, E-E)의 크기가 증가했다. 공포기억의 소멸로 크기가 감소했다. 같은 공포기억을 학습시키면 작아졌던 기억저장 시냅스의 크기가 회복됐다. 이 같은 기억저장 시냅스의 물리적 변화를 인위적으로 변화시켰을 때 어떤 변화가 있을지 후속연구를 통해 알아볼 것이라고 연구팀은 말했다. [사진=서울대]

기억 형성에 있어 현재 연구는 시냅스 수준에 머물러 있다. 뇌는 구조가 복합하고 뉴런과 시냅스는 매우 복잡하고 입체적으로 연결돼 있기 때문이다. 이번 서울대 연구팀은 시냅스를 종류별로 구분할 수 있는 기술을 활용했다는 데 있다. 새롭게 공포학습과 공포기억 소거에 따른 시냅스의 크기 변화를 밝혀내는 데 성공했다. 연구팀은 ‘dual-eGRASP’ 기술로 시냅스를 종류별로 표시할 수 있었다.

연구팀은 공포 학습에 의해서 기억저장 시냅스(Synaptic engram) 크기가 증가한다는 것을 알아냈다. 이어 공포기억은 시간이 가면서 소멸하면서 기억저장 시냅스 크기는 감소했다. 같은 공포기억을 다시 학습시키면 작아졌던 기억저장 시냅스의 크기가 회복됐다. 이를 통해 연구팀은 기억저장 시냅스가 기억의 상태를 반영하는 것을 규명했다.

연구팀은 2018년 뇌의 ‘해마’에서 ‘기억저장 시냅스’를 발견하면서 기억이 신경세포의 시냅스에 저장될 것이라는 도널드 헵의 가설을 실험으로 증명한 바 있다.

이번 연구에서는 더 나아가 공포를 관장하는 뇌의 ‘편도체’에서 공포기억의 생성·소거에 따라 기억저장 시냅스의 구조적 변화를 관찰해 ‘기억저장 시냅스’가 뇌에서 기억을 저장하는 중요한 단위이자 기억의 상태를 반영하는 ‘물리적 실체’임을 명확하게 밝혀냈다.

적절한 기억 소거(천천히 예전의 공포 등 기억이 옅어지는 것)로 공포반응이 사라진다는 이번 연구결과를 통해 외상 후 스트레스 장애 치료에도 기여할 수 있을 것으로 기대했다.

강봉균 서울대 교수는 “기존에 시도했던 것과 완전히 다른 뇌의 영역에서 시냅스를 분석하는 과정이 쉽지 않았다”며 “기억저장 시냅스가 뇌에서 기억을 저장하는 중요한 단위라는 것을 확인했고 기억에 대한 연구뿐 아니라 공포기억 소거를 통한 외상 후 스트레스 장애 치료 등 질병 치료에도 기여할 것으로 기대된다” 고 말했다.

한편 이번 연구결과는 청각 공포기억에 국한해 있고 생쥐마다 서로 다른 특성을 보여 앞으로 일반화하기 위해서는 풀어야 할 숙제도 많은 것으로 전해졌다. 이를 넘어 임상 단계로 나아가기 위해서는 시간이 오래 걸릴 것으로 예상된다.

강 교수는 후속 연구에 대해 “기억저장 시냅스가 기억 상태에 따라 물리적 변화를 보인다는 것을 알아냈다”며 “다음 연구는 이러한 기억저장 시냅스를 인위적으로 변화시켰을 때 기억을 선택적으로 조절할 수 있는지, 혹은 기억의 상태에 어떤 변화가 일어나는지 확인할 것"이라고 말했다.

연구 성과(논문명 : Synaptic correlates of associative fear memory in the lateral amygdala)는 신경 과학 분야 국제학술지 뉴런(Neuron)에 8월 7일 발표됐다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)







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